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降冰片烯开环易位聚合和加成聚合是降冰片烯的两种主要聚合方式,自上个世纪50年代以来,有大量文献报道了相关聚合的过渡金属催化剂。通过不同的聚合方式,我们可以得到具有不同结构和性质的降冰片烯聚合物。开环易位聚合主要通过两种催化体系得以实现:一种是以钨、钼、铼、钌等金属的卤化物、氧化物或氧化-卤化物与烷基化试剂以及促进剂组成催化体系;另一种是以后过渡金属卡宾化合物以及一些引发剂所构成的催化体系。所得聚合物链中仍含有双键,可以通过氢化或交联加工成不同用途的材料。降冰片烯的加成聚合方式保留了单体中的双环结构,打开单体中的双键,类似于传统的烯烃加成聚合。所用催化剂多为茂金属配合物,以及一些镍、铜化合物与助催化剂甲基铝氧烷组成的催化体系。降冰片烯加成均聚物是一种性能独特的聚合物,具有优异的电性能、极低的吸湿性、良好的热稳定性、较高的拉伸断裂值和低张力,对金属具有很好的粘连性,很强的抗紫外辐射能力,优异的光学性能,在卤代芳烃中具有较好的溶解性,应用于微电子器件、液晶显示器保护涂层等,亦用于耐高温的防护材料。据报道,通过改变不同的助催化剂或调节助催化剂的用量,一些钛和钻的配合物可以用来制备同时含有开环聚合和加成聚合产物的聚降冰片烯混合物。然而,用同一种催化剂分别制备这两种纯的聚降冰片烯产物还未见文献报道。此外,半夹心结构铱化合物长期以来作为有机小分子反应的催化剂,受到人们的广泛关注。但它在催化烯烃聚合方面的报道却较为少见,特别是催化降冰片烯开环易位聚合方面的报道则非常罕见。本文对含有Cp*Ir基团和[N,N],[N,O]双齿配体的半夹心结构铱化合物进行了合成、表征及性质的研究。主要围绕半夹心结构铱化合物在降冰片烯聚合方面的性质进行实验设计,系统研究了这类化合物的催化行为。对于其他一些被证明不具有催化活性的化合物,研究了其结构或结晶等方面的性质,从基本概念和原理出发,对所研究的问题给出合理解释。(一)含有[N,O]配体的半夹心结构铱化合物的合成及催化性质研究合成了一系列含有[N,O]配体的半夹心结构铱化合物,并对其进行了核磁、红外、元素分析、X射线单晶衍射等表征;通过对其降冰片烯聚合行为的实验发现:含有[N,O]双齿配体(如羟基茚满酮亚胺和水杨醛亚胺)的半夹心结构铱化合物具有非常独特的催化行为,通过改变助催化剂的用量,可以分别得到降冰片烯开环易位聚合和加成聚合的产物,纯度很高;对配体取代基空间位阻效应与催化降冰片烯开环易位聚合活性进行了系统研究:对该体系聚合机理进行了初步探讨。(二)含有[N,N]配体的半夹心结构铱化合物的合成和结构研究合成了含有[N,N]双齿配体的16电子和18电子半夹心结构苯胺基亚胺铱化合物,并对其进行了核磁、红外、元素分析、紫外、循环伏安、X射线单晶衍射等表征;研究了这类配体的空间位阻效应对于反应的难易程度和配合物结构影响:利用紫外可见光谱、循环伏安测试及密度泛函计算等方法,系统的讨论了这类配位不饱和分子的稳定性和形成原因。(三)双齿异腈类配体的合成及双核半夹心结构铱含硫族碳硼烷化合物的合成及结晶性研究合成了三种具有较小位阻和不同取向的双齿异腈配体:对苯二异腈、间苯二异腈及1,5-萘二异腈;研究了配体与Cp*Ir[S2C2(B10H)10]和Cp*Ir[S2C2(B10H8(OCH3)2)]的插入反应;研究了不同空间结构的分子在适当大小溶剂分子作用下的结晶性能。